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土壤氧化还原电位测定方法介绍

土壤氧化还原电位测定方法介绍
土壤氧化还原电位测定方法介绍

关于氧化还原电位(ORP、Eh)去极化测定法的二十个问题

方建安

(中科院南京土壤研究所技术服务中心,南京传滴仪器设备有限公司)经常有人打电话或网上发Email于我,询问有关氧化还原电位(ORP)测定,特别是ORP去极化测定法的有关问题,为此把问题与答复集中成文,供大家参考和讨论。

一氧化还原电位是指什么?

氧化还原电位,简称ORP(是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或Eh,作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。

二氧化还原电位的传统测定方法是什么?

长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。参比电极是饱和甘汞电极或银/氯化银电极。

三氧化还原电位的传统测定法有什么特点?

氧化还原电位的传统测定法十分简单,它由ORP复合电极和mV计组成。但达到平衡电位值的时间较长,特别在测定弱平衡体系时,由于铂电极并非绝对的惰性,其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,在有的介质中需经几小时甚至一、二天, 而且测定误差甚大,通常40-100mV。因此通常在ORP测定中人为规定一个读数时间,如5分钟,或者10分钟,或者30分钟------等。在发表文章或上报数据时,必须标识读数时间。

四用什么方法可以得到相对精确的测定结果?

如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程,对复杂的介质,如果采用了去极化法测定氧化还原电位,可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果,这个结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者小于10mV或更好。

五什么是氧化还原电位去极化法测定法?

将极化电压调节到600-750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极,铂电极接到电源的正端,阳极极化(极化时间5-15秒中自由选择),接着切断极化电源(去极化时间在20秒以上自由选择),去极化时监测铂电极的电位(对甘汞电极)。电极电位E(毫伏)和去极化时间的对数logt之间存在直线关系。以相同的方法进行阴极极化和随后的去极化监测。阳极去极化曲线与阴极去极化曲线的延长线的交点相当于平衡电位。二条曲线的方程为:

E阳=a1+b1logt阳

E阴=a2+b2logt阴

求解此二直线方程可得到平衡电位公式E=(a2b1-a1b2)/(b1-b2)

平衡电位加上该温度下

参比电极的电位值,即

可求出ORP值。

将有关两条去极化曲线

的数据输入计算机,即

可自动算出土壤的ORP

值。

这种方法如果用手工测

定,不但过程操作紧张,

测定误差大,而且数学

处理繁重。

六现在有这种ORP

去极化法自动测定仪器

吗?

这种方法是中国科

学院南京土壤研究所电化学专家于天仁院士和刘志光教授的研究成果,在上世纪八十年代在《土壤》和英国《J.Siol Sci.》杂志发表了多篇有关文章。后

与方建安教授合作,利用PC-1500袖珍计算机研制成ORP

去极化法自动测定仪(详见方建安、刘志光分析仪器,

1987,(1),23。)。在以后的年代里,先后研制成氧化还原

去极化法半自动测定仪、FJA-16型氧化还原去极化法自动

测定仪(独立使用)、FJA-02型氧化还原去极化法自动测定

仪(与PC机或笔记本电脑联用)、FJA-3型氧化还原去极化

法自动测定仪(与PC机或笔记本电脑联用,集成度高)、

FJA-4型氧化还原去极化法自动测定仪(可独立使用,也可

与PC机或笔记本电脑联用,集成度更高)。

目前南京传滴仪器设备有限公司有FJA-3和FJA-4氧化

还原去极化法自动测定仪供应,其他型号均不再生产。

七ORP测定能有很高的精度吗?

这个问题不能用一句话简单概括的。不同的测试条件,

测定结果可以相差很多。

如果在清洁的水中,铂电极的表面又很新鲜,采用去极化法测定,重现性可以在1mV以内;但如果测定对象复杂,铂电极表面不干净,用传统的方法测定时,测定误差甚大,通常40-100mV。

在自然界的水体中,存在着多种变价的离子和溶解氧,当一些工业污水排入水中,水中含有大量的离子和有机物质,由于离子间性质不同,在水体中发生氧化还原反应并趋于平衡,因此在自然界的水体中不是单一的氧化还原系统,而是一个氧化还原的混合系统。测量电极所反映的也是一个混合电位,它具有很大的试验性误差。另外,溶液的pH值也对ORP值有影响。因此,在实际测量过程中强调溶液的绝对电位是没有意义的。我们可以说溶液的ORP值在某一数值点附近表示了溶液的一种还原或氧化状态,或表示了溶液的某种性质(如卫生程度等),但这个数值会有较大的不同,你无法对它作出定量的确定,这和pH测试中的准确度是两个概念。

八铂电极表面的性质与处理

铂电极它是一种惰性电极,但并非是绝对的,其表面可形成氧化膜(如PtO和PtO2等)或吸附其它物质(如吸附氢分子和氧分子,有些有机物质和无机物质),在含硫化物和亚铁离子的还原介质中,这些离子能吸附在电极表面,使电极‘中毒’,影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,这是影响测定精度的关键因素(传统方法较去极化法对表面的要求高一些),因此对铂电极表面的处理与保护是很重要的一件事。

ORP测量电极(铂或金),其表面应该是光亮的,粗糙的或受污染的表面会影响电极的电位(mV)。可用以下方法清洗活化。

(1)、对无机物污染,可将电极浸入0.1mol/L 稀盐酸中30分钟,用纯水清洗,再浸入浸泡液中浸泡6小时后使用。

(2)、对有机油污和油膜污染,可用洗涤剂清洗铂或金表面后用纯水清洗, 再浸入浸泡液中浸泡6小时后使用。

(3)、铂金表面污染严重形成氧化膜,可用牙膏对铂或金表面进行抛光(重要的是在抛光时,应避免产生细痕),然后用纯水清洗,再浸入浸泡液中浸泡6小时后使用。

九铂电极的浸泡液如何配置?

ORP(pH)浸泡液的正确配制方法:取pH4.00缓冲剂(250mL)包,溶于250mL纯水中,再加入56克分析纯KCl,适当加热,搅拌至完全溶解即成。

十新的铂电极使用前是否要进行脱膜处理?

新的铂电极在使用前要不要进行表面处理,最好正确处理一下为好,因为铂电极是在高温下加工面成的,铂电极表面可能会生成一些氧化膜,影响测量结果。

方法是将铂电极浸入洗涤剂中10分钟左右,用水洗净,接着将铂电极浸入0.2mol/L

HCl-0.1mol/L NaCl溶液中,加热至微沸,再加入少量固体Na2SO3(0.2g/100ml)继续加热30分钟。也可以不加热,但浸泡的时间要长。然后洗净放入ORP浸泡液中待用。

十一ORP测定时要不要ORP标准溶液校正?

ORP计使用时无需标定,直接使用即可。只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可用ORP标准溶液检查电极电位,以判断ORP电极或仪器的好坏。严格要求时,新的铂电极都要用ORP标准溶液检查电极电位。

ORP标准溶液的配制:

(1)在小烧杯中倒入50ml pH4.01 的标准缓冲溶液,加入适量的醌氢醌试剂并搅拌,使溶解至泡和。ORP标准溶液配制后不能长期使用(一般当天使用)。

ORP标准溶液的数值与Ag-AgCl参比电极的氯化钾浓度有关。3.3mol/L KCl溶液的ORP 标准溶的值为25℃时为256±2mV,不同温度下的标准电位值,查表得到。

(2)另一种标准溶液是含0.0033mol/L K3Fe(CN)6和0.0033mol/L K4 Fe(CN)6 的

0.1 mol/L KCl溶液。在25℃时此溶液的标准电位为430±2 mV。铂电极在该溶液中与饱和甘汞电极组成电池的电动势为186±2mV。

上述标准电位值是在仪器、参比电极电位与液界电位符合要求、pH值不变的前提下得到的。

十二去极化法仪器中的温度自动补偿的函义是什么?

温度的变化也会影响ORP的测定值,在常温下铂电极表面电位的温度系数是很小的,因此ORP计一般都没有温度补偿功能。FJA系列ORP去极化自动测定仪中的温度自动补偿是指根据温度测定值,自动查表,得出该温度下饱和甘汞电极的电位值,参与ORP值的计算。

十三ORP去极化法测定的结果与传统仪器测定的结果可比吗?

答案是肯定的。

前面已经讲过ORP去极化法测定的结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者之间小于10mV或更好。ORP去极化法测定的结果只需要2-3分钟就能出结果,如果与传统方法2-3分钟读得的结果相比,那相差很大。

只有在测定标准溶液时,能在很短的时间内相比。

十四如可选择ORP去极化法的极化、去极化、和数据点与采集间隔时间?

使用者在用ORP去极化测定仪测定体系中ORP时,极化时间、去极化时间、和数据采集间隔时间三个参数是可以修改的,目的是在不同的测定体系中修改上述参数达到测定时间最短,结果满意。

(1)极化时间当一个正电压或负电压加到铂电极上,随着发生电解过程,电极表面附近氧化性物质与还原性物质的浓度发生变化,这将引起电极电位偏离平衡电位。极化时间较长可以加大电位的变化幅度,但极化时间太长,可能使铂电极表发生变化,测定结果就不正确了,通常建议在5-15秒之间选择为好。

(2)去极化时间当切断外加电源时,由于介质的氧化还原物质的去极化作用,电极电位渐渐恢复到原来值,完全去极化时二根去极化曲线相交点就是平衡电位。

去极化时间短,数据点落在曲线部分,数据点差值大,由于采用二次拟合相关性还好;去极化时间长,数据点落在直线部分,数据点差值小,读数误差大。所以在测定满意的情况下去极化时间选择小一些,通常建议在20-30秒中选择。

(3)数据点与采集间隔时间数据点通常在5-10秒中选择。数据点多曲线拟合精度高,但测定时间就长了。采集时间间隔长,二点之间读数大,精度高,同样测定时间就长了。通常建议在5 -10秒内选择。

十五饱和甘汞电极与Ag-AgCl电极能否互换?

这两种电极不能互换。因为仪器定义饱和甘汞电极为测量的参比电极,Ag-AgCl电极为辅助电极,如果互换测量结果就有差错。另外,饱和甘汞电极不能作为辅助电极,因为极化后它的电位恢复很慢。

十六能不能插入较深的水下测量?

四种电极的长度通常为十多厘米,如果要插入1米多深水中测量时,必须把这四种电

极组合在PVC或PPR管中,在组合中必须将电极与管子之间密封好,同时加长电极引线,不要接错。

十七ORP测试主要应用在那些场合?

(1)工业污水处理

使用于水处理上的氧化还原系统,主要是铬酸的还原与氰化物的氧化。废水中如果添加二硫化钠或二氧化硫可使六价的铬离子变成三价的铬子。若添加氯或次氯酸钠可用来氧化氰化物,随后是氯化氰的水解,形成氰酸盐。这种化学反应过程叫氧化还原反应系统。

氧化还原电位就是电子活性的测量,这与测量氢离子活性的办法很相似。

(2)水的消毒与应用

氧化还原电极能衡量对游泳池水、矿泉水及自来水的消毒效果。因为水中大肠菌的杀菌效果受到氧化还原电位影响,所以氧化还原电位是水质的可靠指标。如果池水和矿泉水中的氧化还原电位值等于或高于650mv,则表示其中的含菌量是可以接受的。

(3)观察土壤中ORP的动态变化等

例如水稻土灌水种稻以后,土壤的氧化还原状况发生了剧烈的变化。有一种水稻土从耕作层看,灌水前一般维持在450-650mV。灌水后ORP迅速下降,到了有机质旺盛分解期ORP下降到负200mV至100mV,施用多量新鲜绿肥时,甚至可降到负300mV。以后又回升,一般维持在0-200mV。水稻收获前,土壤落干,ORP又回升到450 mV以上(摘自于天仁等著,水稻土的物理化学)。

(4)其他领域的应用

海洋勘探、生物工程、环境保护、酿酒工业等国民经济各部门都得到了广泛的应用。

十八固休介质能用电极法来测定ORP吗?

能不能用于固态介质的测定的条件是能不能将电极插入和电子有没有通道,铂电极建立电位。因此,它适用于液体或含有水分的固体(如土壤等)。因为在这种体系中电子能自由的交换,在氧化还原反应中,还原剂失去电子,而氧化剂得到电子。这两种物质共同存在时被称为氧化还原体系。因此只要满足这个条件的均能测定,否则不能测定。

对于测量干土时,必须加入无氧去离子水(通氮气赶氧气)后才能测定。

十九ORP的取样测定与原位测定的结果会相同吗?

ORP的取样测定与原位测定的结果不会完全相同甚至有较大的差异,原位测定的结果反映了实际情况,而取样测定由于结构、水分、pH、温度等变化,ORP的测定结果发生偏差,而且相隔的时间越长,结果偏差越大。为了减小取样测量带来的后果,取样时必须采取措施,并及时测定。

二十ORP去极化法测定仪器能进行原位监测吗?

现有的FJA-3型和FJA-4型氧化还原去极化法自动测定仪是由一个小型硬件部件、电极系统、PC机(或手提机)和应用软件组成。它可以做ORP的单次测量,也可以进行循环数据采集,进行原位监测,并且自动以文本格式存入计算机硬盘,供用户调用。;可以在室内应用,也可以在野外应用。测定过程全部自动进行,能自动控制极化时间、自动控制去极化时间。自动采集数据、自动更换极性、甘汞电极电位自动温度补偿、自动进行数据处理、并自动绘制曲线和自动将结果自动存盘。

中科院南京土壤研究所电化学专家刘志光教授对本文提出宝贵的意见,在此深表感谢!

参考文献

(1)Liu,Z.G.and Y u,T.r.(1984) J.Siol Sci.,35: 469。

(2)于天仁等著,水稻土的物理化学科学出版社。1983年(英文版1985年)。

(3)方建安、刘志光分析仪器,1987,(1),23。

(4)方建安、夏权编著电化学分析仪器, 东南大学出版社,1992年。

氧化还原电位测定仪操作守则

氧化还原电位测定仪操作守则 1、测氧化还原电位(ORP) 、接通电源,按【ON/OFF】启动仪器,按【MODE】键置mV档; 、用去离子水(或二次蒸馏水,下同)清洗ORP电极,再用滤纸吸干,将电极插入被测溶液中; 、待“READY”显示稳定后,仪器显示的即为该溶液氧化还原电位值; 、若数据被锁定,则按【READ】键解锁,再待“READY”显示稳定后读数; 、测量完毕后将电极用离子水(或二次蒸馏水,下同)清洗干净后浸入缓冲溶液; 氧化还原电极标准电位值(25℃): 86mV±15mV(在缓冲溶液中,加入过量醌氢醌) 265mV±15mV(在缓冲溶液中,加入过量醌氢醌) 2、手动温度补偿 按【MODE】键置pH档,接上电极,用去离子水(或蒸馏水,下同)清洗电极并用滤纸吸干水珠,讲电极插入被测溶液中,调节【▲】/【▼】滚动键,使仪器显示温度值和被测溶液温度一致。 3、电极维护及注意事项 、电极在测量时,电极的测试部分必须同时浸没(铂金环合参比液络部)、电极的标准溶液——醌氢醌饱和溶液,保存时间为48小时; 、电极铂环表面若沾有污染会使电极钝化,此时应根据污染物的性质,以适当的溶液清洗。 4、仪器说明 、显示屏 仪器的显示屏有多种参数和状态显示。 【CAL】:校准状态显示,仪器在校准时显示“CAL”。 【READY】:当电极信号锁定后,仪器显示“READY”。 【ERR】:当仪器校准时出错或测量超量程时显示“ERR”。 【ATC】:自动温度补偿指示,当温度探头插上时显示“ATC”。 、键盘 仪器共设有6个键 【ON/OFF】:电源键,开启、关闭键。 【MODE】:功能键,①pH/mV、Temp测量模式切换。②在“CAL”状态下,按【MODE】键,返回pH测量模式。③连续按【MODE】键5秒钟,恢复出厂设置。 【CAL】:校准键,按键显示电极斜率值。 【READ】:数据锁定/解锁键,在测量状态时按键锁定读数,锁定状态时按键解锁。 【▲】:向上滚动键,在测量状态时,提高设定温度;在其他状态下,选择参数。

氧化还原电位

[转贴]氧化还原电位及其实际意义 氧化还原电位就是水质中一个重要指标,它虽然不能独立反应水 质得好坏,但就是能够综合其她水质指标来反应水族系统中得生态环境。 什么就是氧化还原电位呢?在水中,每一种物质都有其独自得氧化还原特性。简单得,我们可以理解为:在微观上,每一种不同得物质都有一定得氧化-还原能力,这些氧化还原性不同得物质能够相互影响,最终构成了一定得宏观氧化还原性。所谓得氧化还原电位就就是用来反应水溶液中所有物质反应出来得宏观氧化-还原性.氧化还原电位越高,氧化性越强,电位越低,氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定得氧化性,为负则说明溶液显示出还原性。 我们得过滤系统,除去反硝化,实际都就是一种氧化性得生化过滤装置。对于有机物来说,微生物通过氧化作用断开较长得碳链(或者打开各种碳环),再经过复杂得生化过程最终将各种不同形式得有机碳氧化为二氧化碳;同时,这些氧化作用还将氮、磷、硫等物质从相应得碳键上断开,形成相应得无机物。对于无机物来说,微生物通过氧化作用将低价态得无机物质氧化为高价态物质。这就就是氧化性生化过滤得实质(这里我们只关心那些被微生物氧化分解得物质,而不关心那些被微生物吸收、同化得物质)。可以瞧到,在生化过滤得同时,水中物质不断被氧化。生化氧化得过程伴随着氧化产物得不断生成,于就是在宏观上来瞧,氧化还原电位就是不断被提高得。因此,从这个角度上瞧,氧化还原点位越高,显示出水中得污染物质被过滤得越彻底。 回到我们始终关注得一个焦点-—无机氮上,从无机氮得产生与转 化过程就能很容易瞧出氧化还原点位所表征得意义。无机氮得来源就是

有机氮,比如蛋白质(氨基酸缩聚物)、杂环化物(碳、氮共同构成得环)、重氮、偶氮化物(含有氮—氮三键与氮-氮双键得物质)等。由于这些有机氮都就是还原性得(这些物质得化学键不饱合或者不够饱与,键能不够大,能够与氧形成更饱与、更稳定得化学键,因此认为她们具有还原性),容易被氧化,因此显示出较低得氧化还原电位。经过氨化细菌得氧化作用,有机氮被转化为无机氮。由于,氨、亚硝酸与硝酸得氧化性就是逐渐增强得,随着硝酸得产生,氧化还原电位将被显著提高。我们都知道,硝酸就是一种氧化性很强得酸,如果水溶液中大量存在硝酸,那么有机碳就是很难存在得,这就就是说,较高得氧化还原电位表征出水溶液中有机物被分解得较为完全。 但就是,氧化还原电位就是多种物质共同影响得.硝酸根离子在不同得酸碱度下显示出来得氧化性就是完全不同得,酸性越强,氧化还原电位越高,反之则越低。换句话说,同样得水质,通过改变氢离子浓度就能够改变其氧化还原电位。这说明我们不能仅用氧化还原电位来简单得说硝酸根离子浓度或者说水质得好坏。或者说氧化还原电位得高低并不就是水质好坏得比较标准,氧化还原电位并不能单独用于表征水质好坏,只就是一个参考标准。 那么我们如何来瞧氧化还原电位得实际意义呢?总结下来,可以有下面几种情况: 1、间接反映水中硝酸等物质得浓度积累程度。在鱼缸中,水质就是相对稳定得,随着生化过滤得不断进行,氧化态得不断提高,溶液得氧化还原电位就是不断提高得。这个点位得提高与水中高价态得无机离子浓

氧化还原电位

[转贴]氧化还原电位及其实际意义 氧化还原电位就是水质中一个重要指标,它虽然不能独立反应水 质得好坏,但就是能够综合其她水质指标来反应水族系统中得生态环境。 什么就是氧化还原电位呢?在水中,每一种物质都有其独自得氧化还原特性。简单得,我们可以理解为:在微观上,每一种不同得物质都有一定得氧化-还原能力,这些氧化还原性不同得物质能够相互影响,最终构成了一定得宏观氧化还原性。所谓得氧化还原电位就就是用来反应水溶液中所有物质反应出来得宏观氧化-还原性、氧化还原电位越高,氧化性越强,电位越低,氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定得氧化性,为负则说明溶液显示出还原性、 我们得过滤系统,除去反硝化,实际都就是一种氧化性得生化过滤 装置。对于有机物来说,微生物通过氧化作用断开较长得碳链(或者打开各种碳环),再经过复杂得生化过程最终将各种不同形式得有机碳氧化为二氧化碳;同时,这些氧化作用还将氮、磷、硫等物质从相应得碳键上断开,形成相应得无机物。对于无机物来说,微生物通过氧化作用将低价态得无机物质氧化为高价态物质。这就就是氧化性生化过滤得实质(这里我们只关心那些被微生物氧化分解得物质,而不关心那些被微生物吸收、同化得物质)。可以瞧到,在生化过滤得同时,水中物质不断被氧化、生化氧化得过程伴随着氧化产物得不断生成,于就是在宏观上来瞧,氧化还原电位就是不断被提高得。因此,从这个角度上瞧,氧化还原点位越高,显示出水中得污染物质被过滤得越彻底。 回到我们始终关注得一个焦点-—无机氮上,从无机氮得产生与转化过程就能很容易瞧出氧化还原点位所表征得意义。无机氮得来源就是

有机氮,比如蛋白质(氨基酸缩聚物)、杂环化物(碳、氮共同构成得环)、重氮、偶氮化物(含有氮—氮三键与氮—氮双键得物质)等。由于这些有机氮都就是还原性得(这些物质得化学键不饱合或者不够饱与,键能不够大,能够与氧形成更饱与、更稳定得化学键,因此认为她们具有还原性),容易被氧化,因此显示出较低得氧化还原电位、经过氨化细菌得氧化作用,有机氮被转化为无机氮。由于,氨、亚硝酸与硝酸得氧化性就是逐渐增强得,随着硝酸得产生,氧化还原电位将被显著提高。我们都知道,硝酸就是一种氧化性很强得酸,如果水溶液中大量存在硝酸,那么有机碳就是很难存在得,这就就是说,较高得氧化还原电位表征出水溶液中有机物被分解得较为完全。 但就是,氧化还原电位就是多种物质共同影响得。硝酸根离子在不同得酸碱度下显示出来得氧化性就是完全不同得,酸性越强,氧化还原电位越高,反之则越低。换句话说,同样得水质,通过改变氢离子浓度就能够改变其氧化还原电位。这说明我们不能仅用氧化还原电位来简单得说硝酸根离子浓度或者说水质得好坏。或者说氧化还原电位得高低并不就是水质好坏得比较标准,氧化还原电位并不能单独用于表征水质好坏,只就是一个参考标准。 那么我们如何来瞧氧化还原电位得实际意义呢?总结下来,可以有下面几种情况: 1.间接反映水中硝酸等物质得浓度积累程度。在鱼缸中,水质就是相对稳定得,随着生化过滤得不断进行,氧化态得不断提高,溶液得氧化还原电位就是不断提高得。这个点位得提高与水中高价态得无机离子浓

氧化还原电位检测作业指导书

氧化还原电位检测作业指导书 1.试剂及其配制 1.1 邻苯二甲酸氢钾缓冲液(PH=4.00,25℃):溶解 10.12g邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)于水中,稀释至 1000mL。 1.2 磷酸盐缓冲液(PH=6.86,25℃),溶解3.39g磷 酸二氢钾(KH2PO4)和3.55g无水磷酸氢二钠(Na2HPO4)于水中,稀释至1000Mla。 1.3 氧化还原标准溶液:以下二种标准溶液可任选一 种。 1.3.1 硫酸亚铁铵—硫酸高铁铵溶液:溶解36.21g硫 酸亚铁铵[Fe(NH402·(SO4)2·6H2O]、48.22g硫酸高铁铵[Fe(NH402(SO4)2·12H2O]和56.2mL浓硫酸于水中,稀释至1000mL,贮于玻璃或聚乙烯瓶中。此溶液在25℃时的氧化还原电位为+430mV。 1.3.2氢鲲溶液:称两份10g氢鲲分别加入1000mLPH 为4.00及1000mLPH为6.86的缓冲液(1.1)、(1.2),混匀。应有部分固体氢鲲存在,以保证氢鲲溶液的饱和状态。所得两种缓冲液在不同温度下的电位表1. 表1 缓冲液在不同温度下的电位 缓冲液 4.00 6.86

PH值 温度 20 25 35 20 25 30 (℃) 电位 223 218 213 47 41 34 (mV) 1.4硝酸溶液:1+1。 1.5硫酸溶液:3%(V/V)。 2.测定步骤 2.1铂电极的检验和净化:以铂电极为指示电极,连接 仪器正极,以饱和甘汞电极为参比电极,连接仪器负极。 插入具有固定电位的氧化还原标准液中,其电位值应与标 准值相符(即硫酸亚铁铵—硫酸高铁铵标准液在25℃时为 +430mV;PH为4.00的氢鲲溶液,25℃时为+218mV),如实 测结果与标准电位的差大于±5mV,则铂电极需要净化。净 化时,可选择下列方法: 2.1.1用硝酸溶液(1.4)清洗:将电极置入硝酸溶液 (1.4)中,缓缓加热至近沸状态5min后放置冷却,并将 铂电极取出用纯水洗净。 2.1.2将电极侵入硫酸溶液(1.5)中。饱和甘汞电极与 1.5V甘电池的阴极相接,电池阳极与铂电极相接,保持5~ 8min,取出用水洗净。 2.1.3净化后的电极重新用氧化还原标准溶液(1.3)检

9-11土壤水、气、热的调节土壤氧化还原性质土壤孔性

9 土壤水、气、热的调节 §1 土壤水的调节 ① 控制地表径流,增加土壤水分入渗 ② 减少土壤水分蒸发 ③ 合理灌溉 ④ 提高土壤水分对作物的有效性 ⑤ 多余水的排除 §2 土壤空气调节 改善土壤结构,增大土壤孔隙度; 通过调节水分,控制通气状况。 §3 土壤温度调节 1)合理耕作与施用有机肥 2)以水调温 3)覆盖与遮荫 Chap. 10 土壤氧化还原性质 §1 土壤氧化还原体系 §2 土壤氧化还原电位 土壤氧化还原电位可用下式表示: E0为标准氧化还原电位(化学手册中可查到) n为反应中电子转移数 用0.059时,单位为v,用59时为mv 土壤氧化还原状况分级(表2-21) 旱地土壤的Eh值多在400~700mV之间,大于700mV,表明土壤通气过强; Eh 值低于200mV,则土壤通气不良。 水田土壤的Eh值变化较大,正常值低于200~300mV,长期积水的水稻土可降至100mV甚至下降到负值。 一般水稻适宜在轻度还原条件(180-300mV)下生长。 水田土壤的Eh值低于180mV或100mV,将使土壤中Fe2+、Mn2+的浓度升高,导

致水稻Fe、Mn中毒。 Eh降至负值时,会产生有机酸和H2S。 Eh <-100mV时,硫化物与亚铁生成硫化铁沉淀,使水稻产生黑根。 土壤养分的转化也与Eh值有密切的关系。 N的转化(硝化、反硝化) Fe的有效性 P的有效性等 Chap. 11 土壤孔性 §1 土壤孔性的概念 土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙。 土壤孔性包括孔隙度(孔隙的数量)和孔隙类型(孔隙的大小及其比例),前者决定着土壤气、液两相的总量,后者决定着气、液两相的比例。 §2 土壤孔隙度 土壤孔隙度是单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。它表示土壤中各种大小孔隙度的总和。一般是通过土壤容重和土壤密度来计算。 土壤孔隙度= [1- (容重)/相对密度] ×100% 土壤孔隙度=[孔隙容积/土壤容积] ×100% =[(土壤容积-土粒容积)/土壤容积] ×100% =[1-(土粒容积/土壤容积)] ×100% = [1-(土粒重量/土粒密度)/(土壤重量/容重)] ×100% = (1-容重/土粒密度)×100% 土粒密度:单位容积(无粒间孔隙)的固体土粒的干重。单位为:g/cm3 土粒相对密度:与4 ℃时水的密度的比值。 土粒密度的大小主要决定于土壤矿物的密度和有机质的密度。有机质的密度为 1.25-1.40 g/cm3;矿物密度大多在2.6-2.7之间;一般取土粒(土壤)密度为2.65 g/cm3 土壤中主要矿物的相对密度 土壤容重:是指单位容积土体(包括孔隙在内的原状土)的干重。单位为g/cm3或t/m3。一般旱地土壤容重大体在1.00~1.80 g/cm3之间。 土壤容重是一个重要的参数: 反映土壤松紧度 计算土壤的重量 计算土壤中各组分(如土壤水分、有机质、养分和盐分等)的含量 土壤孔隙比 §3 土壤孔隙类型 当量孔径: 是指与一定的土壤水吸力相当的孔径,它与孔隙的形状及其均匀性无关。土壤水吸力与当量孔径的关系式为: d = 3/T d为孔隙的当量孔径(mm)、T为土壤水吸力(100Pa) 当量孔径与土壤水吸力成反比,土壤水吸力愈大,则当量孔径愈小。 ①非活性孔:又称无效孔、束缚水孔。这是土壤中最细微的孔隙,当量孔径一般<0.02mm, 土壤水吸力>1.5×105Pa。

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多参数水质分析仪(氨氮/硝氮/氯化物/酸碱度/氧化还原电位/酸碱度/氧化还原电位/溶解氧/ 温度4M 线缆美国型号:YSI-Pro1020 产品简介: 用于测量任一离子参数(包括:氨氮、硝氮、氯化物、酸碱度、氧化还原电位、酸碱度/氧化还原电位)、溶解氧(原电池法与极谱法可选)和温度。 内置气压计 软件可升级 可存储50组数据 显示屏、键盘双背景光,便于昏暗环境下操作 按人体工程学设计,手感舒适,外观精致 电缆、探头均可在野外自行更换,无需工具 主机、电缆、探头三体分离:主机可配长1米/4米/10米/20米/30米的电缆以满足不同应用需要电池仓与仪器主体各自水密分隔,即使电池仓进水也不影响仪器电路 寿命长、耗材少,平均使用成本低 MS 军方接头,快速插拔,防水,连接可靠稳固 接头的电缆部分可耐受30万次弯折,经久耐用 不锈钢探头保护套,坚固耐撞,更易于沉入水中 技术参数

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土壤氧化还原电位测定方法介绍

关于氧化还原电位(ORP、Eh)去极化测定法的二十个问题 方建安 (中科院南京土壤研究所技术服务中心,南京传滴仪器设备有限公司)经常有人打电话或网上发Email于我,询问有关氧化还原电位(ORP)测定,特别是ORP去极化测定法的有关问题,为此把问题与答复集中成文,供大家参考和讨论。 一氧化还原电位是指什么? 氧化还原电位,简称ORP(是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或Eh,作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。 二氧化还原电位的传统测定方法是什么? 长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。参比电极是饱和甘汞电极或银/氯化银电极。 三氧化还原电位的传统测定法有什么特点? 氧化还原电位的传统测定法十分简单,它由ORP复合电极和mV计组成。但达到平衡电位值的时间较长,特别在测定弱平衡体系时,由于铂电极并非绝对的惰性,其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,在有的介质中需经几小时甚至一、二天, 而且测定误差甚大,通常40-100mV。因此通常在ORP测定中人为规定一个读数时间,如5分钟,或者10分钟,或者30分钟------等。在发表文章或上报数据时,必须标识读数时间。 四用什么方法可以得到相对精确的测定结果? 如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程,对复杂的介质,如果采用了去极化法测定氧化还原电位,可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果,这个结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者小于10mV或更好。 五什么是氧化还原电位去极化法测定法? 将极化电压调节到600-750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极,铂电极接到电源的正端,阳极极化(极化时间5-15秒中自由选择),接着切断极化电源(去极化时间在20秒以上自由选择),去极化时监测铂电极的电位(对甘汞电极)。电极电位E(毫伏)和去极化时间的对数logt之间存在直线关系。以相同的方法进行阴极极化和随后的去极化监测。阳极去极化曲线与阴极去极化曲线的延长线的交点相当于平衡电位。二条曲线的方程为: E阳=a1+b1logt阳 E阴=a2+b2logt阴 求解此二直线方程可得到平衡电位公式E=(a2b1-a1b2)/(b1-b2) 平衡电位加上该温度下 参比电极的电位值,即 可求出ORP值。 将有关两条去极化曲线 的数据输入计算机,即 可自动算出土壤的ORP 值。 这种方法如果用手工测 定,不但过程操作紧张, 测定误差大,而且数学 处理繁重。 六现在有这种ORP 去极化法自动测定仪器 吗? 这种方法是中国科

便携式土壤氧化还原电位仪检测原理说明

便携式土壤氧化还原电位仪详细资料: 可测量pH值、温度、毫伏值、氧化还原电位(ORP)。 微电脑处理器,测量精度高、重复性好、自动温度补偿,操作简单。配通用电极,满足常规pH的测量。 便携式土壤氧化还原电位仪技术指标: 测量范围:-600mV——+1999mV 0.00-14.00pH 0.0-50.0°C 解析度:1mV 0.01pH 0.1°C 测量精度:1mV(200mV 以内)0.05pH 0.5°C 校正方式:手动切换三点自动校正(pH9.18,6.86,4.01缓冲溶液) 温度补偿:5-35°C自动温度补偿 配套电极:铂电极和甘汞电极对或者氧化还原电极复合pH电极温度传感器 输入阻抗:1KM Ω 电源:锂电池1500mAh 适用环境:0-50℃≤80%RH 仪器尺寸:200×85×40 重量:500g 便携式土壤氧化还原电位仪使用意义: 土壤氧化还原电位的高低,取决于土壤溶液中氧化态和还原态物质的相对浓度,一般采用铂电极和饱和甘汞电极电位差法进行测定。 影响土壤氧化还原电位的主要因素有: (1)土壤通气性。 (2)土壤水分状况。 (3)植物根系的代谢作用。 (4)土壤中易分解的有机质含量。 旱地土壤的正常Eh为200~750mV,若大于750mV,则土壤完全处于氧化状态,有机质消耗过快,有些养料由此丧失有效性,应灌水适当降低Eh。若小于200mV,则表明土壤水分过多,通气不良,应排水或松土以提高其Eh值。 水田土壤Eh变动较大,在淹水期间Eh值可低至-150mV,甚至更低;在排水晒田期间,土壤通气性改善,Eh可增至500mV以上。一般地,稻田适宜的Eh值200~400mV之间,若Eh经常在180mV以下或低于100mV,则水稻分蘖或生长发育受阻。若长期处于-100mV以下,水稻会严重受害甚至死亡,此时应及时排水晒田以提高其Eh值。

ORP-氧化还原电位

ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写,它表示溶液的氧化还原电位。ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标,其单位是mv。它由ORP复合电极和mv计组成。ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。参比电极是和pH电极一样的银/氯化银电极。 在自然界的水体中,存在着多种变价的离子和溶解氧,当一些工业污水排入水中,水中含有大量的离子和有机物质,由于离子间性质不同,在水体中发生氧化还原反应并趋于平衡,因此在自然界的水体中不是单一的氧化还原系统,而是一个氧化还原的混合系统。测量电极所反映的也是一个混合电位,它具有很大的试验性误差。另外,溶液的pH值也对ORP值有影响。因此,在实际测量过程中强调溶液的绝对电位是没有意义的。我们可以说溶液的ORP值在某一数值点附近表示了溶液的一种还原或氧化状态,或表示了溶液的某种性质(如卫生程度等),但这个数值会有较大的不同,你无法对它作出定量的确定,这和pH测试中的准确度是两个概念。另外,影响ORP值的温度系数也是一个变量,无法修正,因此ORP计一般都没有温度补偿功能。 不同的原水水质,ORP的背景值(也就是不含氯的原水的ORP值)应该是不同的。 在反渗透进水的控制中ORP低于背景值就可以了. 电极的安装与检查 1.氧化还原电极可以使用于任何pH/mv测定计上。 2.ORP计使用时无需标定,直接使用即可,只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可用ORP标准溶液检查电位是否在200-275mv之间,以判断ORP电极或仪器的好坏。 3.ORP测量电极(铂或金),其表面应该是光亮的,粗糙的或受污染的表面会影响电极的电位(mv)。可用以下方法清洗活化。 (1)对无机物污染,可将电极浸入0.1mol/L 稀盐酸中30分钟,用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。 (2)对有机油污和油膜污染,可用洗涤剂清洗铂或金表面后用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后用。 (3)铂金表面污染严重形成氧化膜,可用牙膏对铂或金表面进行抛光,然后用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。 ORP是水质指标之一,主要是检测废水的,但它可以反映污泥活性。在好氧池中,ORP高,出水水质好。污泥活性也较高 对于好氧,如果OPR太低,当然要加大曝气;对于厌氧,如果ORP太高,自然一是延长停留时间,或接种污泥提高厌氧生物活性。 氧化还原电位(Eh或ORP)的单位为mv,有正电位和负电位之分,污水氧化还原电位高低可以间反应其中氧化性物质和还原性物质的相对比例. 微生物的种类Eh 呼吸类型 好氧微生物 300~400mv 好氧呼吸 兼性厌氧微生物大于100mv 有氧呼吸 小于100mv 无氧呼吸

标准电极电位表与电偶序

标准电极电位表与电偶序 标准氢电极的电极电位人为地规定为零,其他电极的标准电极电位通常用氢标电位表示。按氧化还原能力大小把各种可逆电极的标准平衡电极电位排列成表,此即所谓的标准电极电位表,也被称为电动序。若干电极在二十五摄氏度的标准电极电位及其温度系数。在一些文献和手册中对电极电位的正负号规定可能不一致,应该予以注意。电位的正负反映了该电极体系与标准氢电极相比较的氧化还原能力。对于金属电极来说,电位越负说明这个电极金属的还原能力越强,而对应的金属离子的氧化能力则越弱。反而亦然。因此,若将标准电极电位表中任意两个电极半电池组成原电池,其电极电位高低就可以表征孰为阳极,孰为阴极。 可以从倾向性上判断哪种金属可能被加速腐蚀,那种金属可能受到阴极性保护。此外,标准电极电位别还可用来判断一定条件下金属的活泼性,氧化还原反应的方向,溶液中各种金属离子阴极析出的先后次序等。但是,标准电极电位表在实际条件下应用的时候存在着重大的局限性。其一,在某些情况下,由于金属盐的溶解度限制,金属离子的活度不可能等于一;其二,离子活度随着介质而变。以至于实际的金属介质体系一般不能处于严格意义上的平衡态,更不可能是标准态;其三,对于合金材料目前尚没有标准电极电位可言。 因此,在实际应用中往往采用电偶序,这是一种按照金属和合金在制定介质中所实测的稳定电位而排列的电位序列表。金属和合金分别在海水中和土壤中的电偶序。有的金属在电偶序中可能占有两个位

置,分别由金属的活化态和钝化态所决定的。电偶序是一种非平衡的稳定电极电位表,它随介质而变。根据电偶序可预示金属或者合金在该种介质中的活泼性和腐蚀反应的倾向,可以预测异种金属在该介质中接触的时候发生电偶腐蚀的可能性、电偶电池中金属的极性和反应方向。当然,电偶腐蚀的程度和速度不仅取决于两种相接触的金属在电偶序中的位置,而且还决定于金属的极化性质和它们的相对面积比等许多因素。

土壤氧化还原电位测定

土壤氧化还原电位测定 电位法 1 方法提要 将铂电极与饱和甘汞电极插入土壤样品中平衡后,通过氧化还原电位计或酸度计的表头读数,再换算成土壤Eh值。 2 适用范围 除某些土壤中因含有高浓度的硫化氢等物质易引起铂电极“中毒”外,本方法适用于各类土壤氧化还原电位的测定。 3 主要仪器设备 3.1 铂电极; 3.2 饱和甘汞电极; 3.3 电极架:可将铂电极和饱和甘汞电极固定在带夹子的架上,夹子可上下移动,以便于操作; 3.4 氧化还原电位计或酸度计; 3.5 温度计:测土壤或水溶液温度之用。 4 试剂 4.1 酸性重铬酸钾洗液:称取化学纯重铬酸钾50g,置于100mL蒸馏水中,加热溶解,冷却后,在搅拌条件下缓慢地加入浓硫酸900mL。 4.2 脱膜溶液[c(HCl)=0.2mol·L-1一c(NaCl)=0.1mol·L-1]:量取8.5mL浓盐酸,倒人400mL 蒸馏水中,再加入2.92g氯化钠,搅匀后定容到500mL。 4.3 pH4.01缓冲溶液:称取经105℃烘干的10.21g苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)溶于蒸馏水中并定容至1L。 4.4 氧化还原标准缓冲液:在30mL pH4.01缓冲液中,加入少量醌氢醌固体粉末,使溶液中有不溶的固体存在。 4.5 氯化钾饱和溶液:称取氯化钾(KCl)35g,溶于100mL蒸馏水中,搅匀后仍有固体KCl 存在。 4.6 固体亚硫酸钠Na2SO3、醌氢醌。 5 分析步骤 将铂电极和饱和甘汞电极固定在电极架上,并分别与氧化还原电位计或酸度计的接线柱的正、负端相连(铂电极接正极,甘汞电极接负极),选择开关置于+mV档。然后将两电极插入土壤或其它介质中,平衡2min或10 min后读数。如土壤Eh值低于甘汞电极电位,指

标准氧化还原电位表

Standard electrode potential (data page) From Wikipedia, the free encyclopedia (Redirected from Table of standard electrode potentials) Jump to:navigation,search Main article:standard electrode potential The values of standard electrode potentials are given in the table below in volts relative to the standard hydrogen electrode and are for the following conditions: A temperature of 298.15 K (25°C); An effective concentration of 1 mol/L for each aqueous species or a species in a mercury amalgam; A partial pressure of 101.325kPa (absolute) (1atm, 1.01325bar ) for each gaseous reagent. This pressure is used because most literature data are still given for this value rather than for the current standard of 100 kPa. An activity of unity for each pure solid,pure liquid,or for water (solvent). Legend: (s ) – solid;( l ) – liquid; g– gas; aq– aqueous (default ( )( ) for all charged species); (Hg– amalgam. ) Half-reaction E° (V) [note 1]Ref. 322g + e- 3 aq - 3.09 ??N( )+?H +?HN() Li + + e- Li( s )- 3.0401 ? 2g2e - 2aq- - 3.04 N()+4 ?HO+2?2?NHOH()+2 ?OH + e- Cs(s )- 3.026 Cs +? + e- Rb(s )- 2.98 Rb +?[1][2] [2] [1] [2] [2]

第十二章氧化还原滴定法(265286).

第十二章氧化还原滴定法( 265 —286 ) 授课时数:6;课堂练习:2;讲评作业:1 重点与难点: 一、重点:滴定过程中电极电位的计算,特别是化学计量点、滴定突跃范围的计算及指示剂的选择 二、难点:滴定分析结果计算,找出被测物质与滴定剂间的计量比 §12—1 概述 以氧化还原为基础的滴定分析方法。与酸碱、配位滴定法相似,选择适当的氧化剂或还原剂,滴定试液中具有还原性或氧化性的待测组分,在滴定过程中,随着滴定剂的不断加入,溶液的氧化态、还原态浓度不断变化,使得溶液的氧化还原电位不断改变,在计量点附近,电位发生突变,选择适当的指示剂,指示终点;不同点:基于电子转移,不是离子、分子间的简单组合,牵涉电子层结构变化,如 MnO4- ——Mn2+,从负电荷含氧酸根到正电荷简单离子,结构发生了巨大变化,反应速度慢,反应机理复杂,除主反应外,有时伴有各种副反应,使反应物之间没有确定的计量关系;当得失电子数大于1 时,反应往往分步进行,使反应复杂化,因此,在进行氧化还原滴定时,除选择合适的滴定反应外,还需注意控制好反应条件 §12—2 氧化还原滴定 一、氧化还原滴定曲线 酸碱滴定曲线是研究pH 值的变化,配位滴定曲线是研究金属离子浓度的变化,氧化还原滴定曲线是研究电极电位的变化,随着滴定剂的加入,反应物和生成物浓度不断发生改变,有关电对的电位也随之变化,变化情况可用滴定曲线表示,曲线上每一个点的电位可通过实验测定,也可根据能斯特公式计算,如 0.1000mol/LCe(SO 4)2滴定20.00mL0.1000moL/LFeS04溶液,在Imol/LH z SQ介质中进行 ( 见课件) 1. 滴定开始至化学计量点前: 溶液存在两个电对:铁电对和铈电对 任一点达到平衡时,两电对的电位相等,原则上任选一电对均能计算,但由于四价铈的浓度不易求得,加入的四价铈几乎全部还原成三价铈,故采用铁电对来计算这个阶段的电位 2. 化学计量点: 计量点时四价铈和二价铁都定量地转变为三价铈和三价铁,三价铈和三价铁是知道的,但溶液中仅因平衡关系才存在几少量未反应的四价铈和二价铁,浓度不能直接知道,所以不能采用某一个电对来计算电极电位,应联立两电对的能斯特公式求得 对于n2 Ox1+n1 Red2= n2 Red1+n1 Ox2 反应物和相应的产物系数相同,用类似推导过程,可得通式n1、n2 和分别为两个半反应的电子转移数。 3. 化学计量点后: 计量点后二价铁几乎全被氧化为三价铁,二价铁浓度不易求得,而四价铈过量部分是已知的,采用铈电对求溶液的电位更为方便。 突越范围0.86 ——1.26V ,据此选择指示剂,指示剂电极电位落在或部分落在此范围之内。 突越范围:

公司氧化还原电位检测作业指导书

公司氧化还原电位检测作业指导书 1.试剂及其配制 1.1 邻苯二甲酸氢钾缓冲液(PH=4.00,25℃):溶解10.12g邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)于水中,稀释至1000mL。 1.2 磷酸盐缓冲液(PH=6.86,25℃),溶解3.39g 磷酸二氢钾(KH2PO4)和 3.55g无水磷酸氢二钠(Na2HPO4)于水中,稀释至1000Mla。 1.3 氧化还原标准溶液:以下二种标准溶液可任选一种。 1.3.1 硫酸亚铁铵—硫酸高铁铵溶液:溶解36.21g硫酸亚铁铵[Fe(NH402·(SO4)2·6H2O]、48.22g硫酸高铁铵[Fe(NH402(SO4)2·12H2O]和56.2mL浓硫酸于水中,稀释至1000mL,贮于玻璃

或聚乙烯瓶中。此溶液在25℃时的氧化还原电位为+430mV。 1.3.2氢鲲溶液:称两份10g氢鲲分别加入1000mLPH为4.00及1000mLPH为6.86的缓冲液(1.1)、(1.2),混匀。应有部分固体氢鲲存在,以保证氢鲲溶液的饱和状态。所得两种缓冲液在不同温度下的电位表1. 表1 缓冲液在不同温度下的电位 1.4硝酸溶液:1+1。

1.5硫酸溶液:3%(V/V)。 2.测定步骤 2.1铂电极的检验和净化:以铂电极为指示电极,连接仪器正极,以饱和甘汞电极为参比电极,连接仪器负极。插入具有固定电位的氧化还原标准液中,其电位值应与标准值相符(即硫酸亚铁铵—硫酸高铁铵标准液在25℃时为+430mV;PH为4.00的氢鲲溶液,25℃时为+218mV),如实测结果与标准电位的差大于±5mV,则铂电极需要净化。净化时,可选择下列方法: 2.1.1用硝酸溶液(1.4)清洗:将电极置入硝酸溶液(1.4)中,缓缓加热至近沸状态5min后放置冷却,并将铂电极取出用纯水洗净。 2.1.2将电极侵入硫酸溶液(1.5)中。饱和甘汞电极与1.5V甘电池的阴极相接,电池阳极与铂电极相

氧化还原电位资料

氧化还原电位 第一节 概 述 化学氧化还原是转化废水中污染物的有效方法。废水中呈溶解状态的无机物和有机物,通过化学反应被氧化或还原为微毒、无毒的物质,或者转化成容易与水分离的形态,从而达到处理的目的。 按照污染物的净化原理,氧化还原处理方法包括药剂法、电化学法(电解)和光化学法三大类。在选择处理药剂和方法时,应当遵循下面一些原则: ①处理效果好,反应产物无毒无害,不需进行二次处理。 ②处理费用合理,所需药剂与材料易得。 ②操作特性好,在常温和较宽的pH 值范围内具有较快的反应速度;当提高反应温度和压力后,其处理效率和速度的提高能克服费用增加的不足;当负荷变化后,通过调整操作参数,可维持稳定的处理效果。 ④与前后处理工序的目标一致,搭配方便。 与生物氧化法相比,化学氧化还原法需较高的运行费用。因此,目前化学氧化还原法仅用于饮用水处理、特种工业用水处理、有毒工业废水处理和以回用为目的的废水深度处理等有限场合。 简单无机物的化学氧化还原过程的实质是电子转移。失去电子的元素被氧化,是还原剂;得到电子的元素被还原,是氧化剂。在一个化学反应中,氧化和还原是同时发生的,某一元素失去电子,必定有另一元素得到电子。氧化剂的氧化能力和还原剂的还原能力是相对的, 其强度可以用相应的氧化还原电位的数值来比较。许多种物质的标准电极电位θE 值可以在 化学书中查到(本书引用还原电位)。θE 值愈大,物质的氧化性愈强,θ E 值愈小,其还原性愈强。例如, ()V S S E 36.1//2=-θ,其氧化态Cl 2转化为Cl -时,可以作为较强的氧化剂。相反, ()V S S E 48.0//2-=-θ,其还原态S 2-转化为氧化态S 时,可以作为较强的还原剂。两个电对的电位差愈大,氧化还原反应进行得越完全。 标准电极电位θE 是在标准状况下测定的,但在实际应用中,反应条件往往与标准状况 不同,在实际的物质浓度、温度和pH 值条件下,物质的氧化还原电位可用能斯特方程来计算: [][]还原态氧化态ln nF RT E E +=θ (6-1) 式中n 为反应中电子转移的数目。 应用标准电极电位θE ,还可求出氧化还原反应的平衡常数K 和自由能变化ΔG θ ???? ??=RT nFE K θ exp (6-2) K RT nFE G ln -=-=?θθ (6—3) 式(6-2),式(6-3)表明氧化还原反应在热力学上的可能性和进行的程度。 对于有机物的氧化还原过程,由于涉及共价键,电子的移动情形很复杂。许多反应并不发生电子的直接转移。只是原子周围的电子云密度发生变化。目前还没有建立电子云密度变化与氧化还原反应的方向和程度之间的定量关系。因此,在实际上,凡是加氧或脱氢的反应称为氧化,而加氢或脱氧的反应则称为还原,凡是与强氧化剂作用而使有机物分解成简单的无机物如CO 2、H 2O 等的反应,可判断为氧化反应。 有机物氧化为简单无机物是逐步完成的,这个过程称为有机物的降解。甲烷的降解大致经历下列步骤: 无机物酸醛醇烷?????????????????????????????????????+→→→→O H CO HCOOH O CH OH CH CH 22234 复杂有机化合物的降解历程和中间产物更为复杂。通常碳水化合物氧化的最终产物是

教学指导氧化还原反应与电极电位

第八章 氧化还原反应与电极电位
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内容提要
1 基本要求 [TOP] 1.1 掌握离子-电子法配平氧化还原反应式、电池组成式的书写;根据标准电极电位判断氧化还原反应
方向;通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数;电极电位的 Nernst 方程、影响因素及有关 计算。 1.2 熟悉氧化值的概念和氧化还原反应的定义,熟练计算元素氧化值;熟悉原电池的结构及正负极反应 的特征;熟悉标准电极电位概念;熟悉电池电动势与自由能变的关系。 1.3 了解电极类型、电极电位产生的原因;了解电位法测量溶液 pH 的原理及 pH 操作定义;了解电化学 与生物传感器及其应用。
2 重点难点 [TOP] 2.1 重点 2.1.1 标准电极电位表的应用。 2.1.2 电极反应与电池反应,电池组成式的书写。 2.1.3 通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数。 2.1.4 电极电位的 Nernst 方程、影响因素及有关计算。 2.2 难点 2.2.1 电极电位的产生 2.2.2 用设计原电池的方法计算平衡常数 2.2.3 Nernst 方程的推导
3 讲授学时 [TOP] 建议 6 学时
4 内容提要 [TOP] 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
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4.1 第一节 氧化还原反应
4.1.1 氧化值
氧化值是某元素原子的表观荷电数,这种荷电数是假设把化学键中的电子指定给电负性较大的原子
而求得。确定元素氧化值的规则:
1)单质中原子的氧化值为零。
2)单原子离子中原子的氧化值等于离子的电荷。
3)氧的氧化值在大多数化合物中为-2,但在过氧化物中为-1。
4)氢的氧化值在大多数化合物中为+1,但在金属氢化物中为-1。
5)卤族元素:氟的氧化值在所有化合物中均为-1,其它卤原子的氧化值在二元化合物中为-1,但
在卤族的二元化合物中,列周期表靠前的卤原子的氧化数为-1;在含氧化合物中按氧的氧化值为
-2 决定。
6)电中性化合物中所有原子的氧化值之和为零。
4.1.2 氧化还原反应
元素的氧化值发生了变化的化学反应称为氧化还原反应。氧化还原反应可被拆分成两个半反应。
半反应中元素的氧化值升高称为氧化,元素的氧化值降低称为还原。氧化还原反应中,氧化反应和还原
反应同时存在,还原剂被氧化,氧化剂被还原,且得失电子数相等。
半反应的通式为 氧化型 + ne-
还原型

Ox + ne-
Red
式中 n 为得失电子数,氧化型(Ox)包括氧化剂及相关介质,还原型(Red)包括还原剂及相关介质。氧化
型物质及对应的还原型物质称为氧化还原电对(Ox/Red)。
4.1.3 氧化还原反应方程式的配平
离子-电子法(或半反应法)配平氧化还原反应方程式的方法是:
1)写出氧化还原反应的离子方程式。
2)将离子方程式拆成氧化和还原两个半反应。
3)根据物料平衡和电荷平衡,分别配平半反应(注意不同介质中配平方法的差异)。
4)根据氧化剂和还原剂得失电子数相等,找出两个半反应的最小公倍数,并把它们配平合并。
5)可将配平的离子方程式写为分子方程式。
4.2 第二节 原电池与电极电位 4.2.1 原电池
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氧化还原电位

解释 氧化还原电位 oxidation-reduction poten-tial,redox potential 不论反应形式如何,所谓氧化即失去电子,所谓还原即得到电子,一定伴有电子的授受过程。当将白金电极插入可逆的氧化还原系统AH2 A 2e 2H 中,就会将电子给与电极,并成为与该系的还原能力大小相应电位的半电池。将它与标准氢电极组合所测得的电位即为该系的氧化还原电位。氧化还原电位值Eh是由氧化型 H2 还原型的自由能(或平衡常数),pH,氧化型与还原型量的比[ox]/[red]等因子所决定,并得出下式: (R是气体常数, T是绝对温度,F是法拉第常数,n是与系的氧化还原有关的电子数)。E′是氧化型和还原型等量时的Eh。在pH为F时称为标准电位是表示该系所特有的氧化还原能力的指标。将Eh对应还原率做成曲线图,则得以E0为对称点的S型曲线。Eh高的系能将Eh低的系氧化,当两者的Eh相等时则达到平衡。但是,这只是在热力学上所出现的现象。 所谓的氧化还原电位就是用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化-还原性。氧化还原电位越高,氧化性越强,电位越低,氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性,为负则说明溶液显示出还原性。 编辑本段应用 实际上,特别是对大多数生物学上的系统来说,如不加酶和电子传递体,就不会发生可认出的反应。氧化还原电位除能直接对电位测定外,尚可根据平衡常数的计算,使用氧化还原指示剂(是指本身具有氧化还原性质的一类有机物,这类指示剂的氧化态和还原态具有不同的颜色。当溶液中滴定体系电对的点位改变时,指示剂电对的浓度也发生改变,因而引起溶液颜色变化,以指示滴定终点。)求得。一般生物体内的电子传递是从氧化还原电位低的方向朝高的方向,例如,有以NAD→黄素酶→细胞色素C系→O2这样的方式进行的倾向,但也有因酶的特异性及其抑制而不按这种方式进行的,由于反应成分的浓度,也有可能标准电位低的系统将高的系统氧化的情况。在生物体的氧化还原系统中,多酚类和细胞色素C、a等是在 200-300mV附近,细胞色素 b和黄素酶在 0—-100mV,在-330mV位置的是NAD,在-420mV位置的是铁氧化还原蛋白。在活细胞中,好氧性的细胞电位高,厌氧性的电位低,酶的活性和细胞同化能力以及微生物的生长发育等也有受氧化还原电位影响的情况。 编辑本段水和废水监测中的氧化还原电位测定 测定意义:

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